Luận văn Phân tích đặc điểm cấu tạo, khai thác kỹ thuật và đề xuất phương án sử dụng phanh động cơ DYNOmite-13 tại viện nghiên cứu công trình tàu thủy đại học Nha Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT ÔTÔ ----o0o---- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, KHAI THÁC KỸ THUẬT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG PHANH ĐỘNG CƠ DYNOmite-13 TẠI VIỆN NCCT TÀU THỦY - ĐHNT CBHD : PGS.TS NGUYỄN VĂN NHẬN SVTH : TRẦN THANH NHẬT LỚP : 45DLOT MSSV : 45DC164 Nha Trang 12-2007 Họ, tên sinh viên: TRẦN THANH NHẬT Lớp: 45DLOT Khoá: 45 Ngành: Kỹ thuật ô tô ........................................Mã ngành: 18.02.10 Tên đề tài: Phân tích đặc điểm cấu tạo, khai thác kỹ thuật và đề xuất phương án sử dụng phanh động cơ DYNOmite-13 tại viện NCCT tàu thủy – ĐHNT. Số trang: 95 ....................Số chương: 4 ...................Số tài liệu tham khảo: 6 Hiện vật:1 CD- ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án, 3 cuốn luận văn NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... Kết luận: ........................................................................................ ...................................................................................................................................... Nha trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS. NGUYỄN VĂN NHẬN Họ, tên sinh viên: TRẦN THANH NHẬT Lớp: 45DLOT Khoá: 45 Ngành: Kỹ thuật ô tô ........................................ Mã ngành:18.02.10 Tên đề tài: Phân tích đặc điểm cấu tạo, khai thác kĩ thuật và đề xuất phương án sử dụng phanh động cơ DYNOmite-13 tại viện NCCT tàu thủy – ĐHNT. Số trang: 95 ....................Số chương: 4 ...................Số tài liệu tham khảo: 6 Hiện vật:1 CD- ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án, 3 cuốn luận văn NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... Nha trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN ĐIỂM PHẢN BIỆN Bằng số Bằng chữ MỤC LỤC MỤC LỤC...............................................................................................................1 LỜI NÓI ĐẦU .........................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG........................................................................................2 1.2 Tổng quan về phương pháp đo công suất:.............................. ................................ ... 2 1.2.1 Phương pháp xác định công xuất loại cân bằng: .............................. ................. 3 1.2.2 Phương pháp xác đ ịnh công xuất động cơ loại không cân bằng: .................... 4 1.2.2.1 Động cơ lai máy phát điện:.............................. ................................ .............. 4 1.2.2.2 Động cơ lai máy bơm: .............................. ................................ ..................... 5 1.2.2.3 Phương pháp xác đ ịnh công suất động cơ bằng cách sử dụng xoắn kế: 5 1.2.3 Phương pháp đo công suất động cơ dùng trong chẩn đoán (thường dùng trong chẩn đoán trạng thái kỹ thuật củ a ôtô):.............................. ............................... 6 1.3 Tổng quan về thiết bị đo công s uất:.............................. ................................ ............... 8 1.3.1 Thiết bị gây tải: .............................. ................................ ................................ ......... 8 1.3.1.1 Phanh kiểu cơ khí: .............................. ................................ ............................ 9 1.3.1.2 Phanh không khí: .............................. ................................ ........................... 10 1.3.1.3 Phanh thuỷ lực:.............................. ................................ ............................... 10 1.3.1.4 Phanh điện:.............................. ................................ ................................ ...... 12 1.3.2 Thiết bị cân lực: .............................. ................................ ................................ ...... 15 1.3.2.1 Thiết bị cân lực kiểu cơ học:.............................. ................................ .......... 15 1.3.2.2 Thiết bị cân lực kiểu thuỷ lực v à khí nén: .............................. ................... 17 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO PHANH ĐỘNG CƠ DYNOmite-13 .................19 2.1 Nguyên lí hoạt động chung: .............................. ................................ .......................... 19 2.2 Những bộ phận cấu thành (danh nghĩa): .............................. ................................ ...20 2.3.2 Bộ tua bin lưu lượng khí (Airflow turbine kits) :.............................. ................ 25 2.3.3 Tháp làm lạnh (Cooling Tower): .............................. ................................ ......... 28 2.3.4 Bộ tăng tải tự động điện tử (El ectronic Auto- Load Servo): .......................... 30 2.3.5. Bộ góp khí xả (Exhaust Gas Temp erature Kit): .............................. ............... 32 2.3.6 Bộ chuyển đổi lưu lượng nhiên liệu (Fuel Flow Transducer Kit): ................ 36 2.3.7 Bộ trích lọc cảm ứng RPM (Induc tive RPM Pick-Up):.............................. ....38 2.3.8 Bộ cảm biến RPM/MPH trục Jack ( Jack-Shaft RPM/MPH Sensor Kit): ..39 2.3.9 Bộ rơle công tắt ngắt (Kill Switch Relay Kit ):.............................. .................... 41 2.3.10 Bộ trích lọc điện từ RPM bộ hút thu (Magnetic Absorber RPM Pi ck-Up): .............................. ................................ ................................ ................................ ............ 42 2.3.11 Bơm nước di động (Rortable Water Pump): .............................. ................... 43 2.3.12 Bộ chuyển đổi momen xoắn (Rotar y Torque Transducer): ........................ 44 2.3.13 Nối nguồn bản điều khiển (Power ing the console): .............................. ......... 45 2.3.14 Sự thu nhận dữ liệu - Kết nối cơ bản (Data acquisition – Basic hook-up): 47 2.3.15 Những đầu nối đồng hồ đo cho độn g cơ riêng biệt ( Engine Specific Tach Típ): .............................. ................................ ................................ ................................ ...48 2.3.16 Kết nối các phụ kiện: .............................. ................................ ........................... 49 2.3.17 Một số phụ kiện khác: .............................. ................................ ......................... 52 Chương 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT PHANH ĐỘNG CƠ DYNOmite-13 ............55 3.1 Yêu cầu cung cấp nước:.............................. ................................ ................................ 55 3.2 Phương pháp lắp đặt:.............................. ................................ ................................ ....58 3.3 Hiệu chỉnh và cài đặt:.............................. ................................ ................................ ....60 3.3.1 Chạy cài đặt: .............................. ................................ ................................ ........... 61 3.3.2 Cài đặt cấu hình: .............................. ................................ ................................ ....66 3.3.3 Công suất:.............................. ................................ ................................ ................ 74 3.4 Bảo dưỡng:.............................. ................................ ................................ ...................... 76 3.4.1 Sự bôi trơn: .............................. ................................ ................................ ............. 76 3.4.2 Bao bọc –nút kín:.............................. ................................ ................................ ....76 3.4.3 Ắc qui: .............................. ................................ ................................ ...................... 76 3.4.4 Ổ bi:.............................. ................................ ................................ .......................... 77 3.4.5 Phần mềm nâng cấp máy tính E -PROM: .............................. .......................... 77 3.4.6 Sự hiệu chỉnh lại: .............................. ................................ ................................ ....78 3.4.7 Lắp đặt lại cánh tay đòn lực: .............................. ................................ ................ 82 3.5 Vấn đề hỏng hóc .............................. ................................ ................................ ............. 84 3.5.1 Hỏi và trả lời.............................. ................................ ................................ ............ 84 3.5.2 Điều khiển tải tự động: .............................. ................................ .......................... 89 Chương 4: PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG PHANH ĐỘNG CƠ DYNOmite-13..............92 4.1 Thực trạng phanh động cơ DYNOmite-13 tại viện NCCT tàu thủy ĐHNT: ..... 92 4.2 Đề xuất một số phương án sử dụng: .............................. ................................ ........... 94 Phụ lục ..................................................................................................................97 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................98 Trường ĐẠI HỌC NHA TRANG 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong lĩnh vực động cơ đốt trong, khi thiết kế, chế tạo, sửa chữa, quản lí phương tiện việc kiểm tra công suất động cơ là không thể thiếu và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Điều đó giúp sử dụng hiệu quả động cơ, duy tu bảo dưỡng hợp lí, kéo dài tuổi thọ giảm chi phí sửa chữa động cơ. Vì vậy cần một thiết bị đo công suất động cơ đốt trong đạt độ chính xác cao, nhanh chóng, kinh tế. Thiết bị đo công suất phanh thủy lực là một thiết bị đảm bảo được những yêu cầu trên. Đề tài “Phân tích đặc điểm cấu tạo, khai thác kĩ thuật và đề suất phương án sử dụng phanh động cơ DYNOmite-13 tại viện nghiên cứu chế tạo Tàu Thủy- Đại Học Nha Trang” cũng nhằm tìm hiểu, sử dụng hiệu quả loại phanh thủy lực này nhằm những mục đích trên. Nội dung nghiên cứu được trình bày theo 4 chương: Chương 1: Tổng quan về phương pháp và thiết bị đo công suất động cơ đốt trong. Chương 2: Đặc điểm cấu tạo phanh động cơ DYNOmite-13 Chương 3: Khai thác kĩ thuật phanh động cơ DYNOmite-13 Chương 4: Phương án sử dụng phanh động cơ DYNOmite-13 Tuy thời gian thực hiện đề tài kéo dài nhưng do khả năng còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót về nội dung cũng như hình thức trình bày của đề tài. Vì vậy rất mong sự đóng góp của các thầy để đề tài hoàn thiện hơn. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy: PGS.TS Nguyễn Văn Nhận, các thầy trong khoa cơ khí cùng các thầy tại viện nghiên cứu đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Nha Trang, Ngày 30 Tháng 11 Năm 2007 Sinh viên thực hiện Trần Thanh Nhật Trường ĐẠI HỌC NHA TRANG 2 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1Tổng quát về công suất động cơ: Công suất động cơ là một trong những thông số kỹ thuật cơ bản cuả động cơ được quan tâm nhiều nhất và nó là chỉ tiêu quan trọng không phụ thuộc vào công dụng và kiểu loại động cơ. Vì vậy trong thiết kế, chế tạo, sửa chữa và sử dụng, việc xác định chính xác công suất của động cơ luôn được coi trọng nhằm các mục đích sau:  Kiểm nghiệm động cơ trước khi xuất xưởng (nhằm kiểm tra động cơ sau khi thiết kế có đạt chỉ tiêu công suất đề ra không).  Kiểm tra động cơ sau khi sửa chữa lớn.  Tổ chức khai thác động cơ hợp lí, an toàn và tin cậy.  Biết chiều hướng và các giá trị biến động công suất trong những điều kiện khai thác cụ thể.  Giúp quản lí các phương tiện khác. 1.2 Tổng quan về phương pháp đo công suất: Ngày nay việc xác định công suất động cơ có khá nhiều phương pháp và thiết bị nhưng phần lớn đều dựa vào momen quay và tốc độ quay. Để đơn giản có thể phân nhóm như sau:  Phương pháp xác định công suất có ích loại cân bằng.  Phương pháp xác định công suất có ích loại không cân bằng.  Phương pháp xác định công suất dùng trong chuẩn đoán. Trường ĐẠI HỌC NHA TRANG 3 1.2.1 Phương pháp xác định công xuất loại cân bằng: Trong phương pháp này động cơ quay một thiết bị mà trục rôto của thiết bị được nối với trục của động cơ. Stato của thiết bị có dao động ngang được. Khi động cơ làm việc, nó sản sinh ra một momen xoắn làm cho rôto của thiết bị quay (tức là hãm lại chuyển động của động cơ) cần có một môi trường trung gian. Khi rôto tác dụng lên môi trường trung gian làm cho thân (stato) của thiết bị quay theo. Để giữ thân lại, người ta tìm cách tác dụng lên thân một lực (momen) hãm. Lực (momen) hãm được đo bằng một thiết bị khác gọi là thiết bị cân lực. Sơ đồ nguyên lí của phương pháp được thể hiện bằng sơ đồ sau: Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi trên các bệ thử của các nhà máy chế tạo động cơ, các cơ quan nghiên cứu. Phương pháp này thực chất là đo lực (momen) sau đó tính công suất theo công thức: ).( 30 )( 30 MfMmslPnMfMmsMxnNe   Mx: Momen xoắn thu được qua thiết bị đo (KN.m, KG.m,…) n :Tốc độ quay của động cơ (không qua hộp số) P :Lực thu được trên thiết bị đo (KN, KG,…) l: cánh tay đòn trên thiết bị gây tải Mms: Momen ma sát của thiết bị đo ở các gối trục (KN.m, KG.m,…) Mf: Momen tổn hao trên thiết bị gây tải (KN.m, KG.m,…). Người ta đưa giá trị của Mms, Mf vào trị số sai số cho phép, tuỳ theo từng thiết bị cụ thể mà ta có được giá trị Mms, Mf khác nhau. Động cơ (gây lực momen) Thiết bị gây tải (cân bằng lực, momen) Thiết bị cân lực Trường ĐẠI HỌC NHA TRANG 4 1.2.2 Phương pháp xác định công xuất động cơ loại không cân bằng: Các thiết bị đo kiểu này có một số đặc điểm sau: Động cơ cần xác định làm quay rôto của thiết bị, còn thân của thiết bị thì đứng yên, thiết bị này cho ta các thông số trên đồng hồ (vôn kế, ampe kế, áp kế…) từ đó tính toán ra công suất động cơ. Các thiết bị này không có thiết bị cân lực kèm theo. Đây là phương pháp xác định công suất động cơ tại nơi sử dụng. Dùng trong các loại động cơ công suất nhỏ. Đặc biệt có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực tàu cá. 1.2.2.1 Động cơ lai máy phát điện: Trục động cơ được nối với trục rôto của máy phát, khi động cơ làm việc, rôto quay quanh stato làm trong các cuộn dây stato xuất hiện một từ trường. Dưới tác dụng của từ trường, trong các đầu dây của phần ứng sẽ xuất hiện suất điện động cảm. Nếu mạch ngoài kín thì sẽ xuất hiện dòng điện trong mạch. Tuỳ theo máy phát điện một chiều hay xoay chiều mà ta sử dụng các thiết bị phù hợp để đo các thông số của nó. Nếu là máy phát xoay chiều thì công suất động cơ được tính bằng công thức sau: 310. cos...  d e mIUN   (KW) 310.  d e WN  (KW) Trong đó UΦ, IΦ: giá trị điện áp và dòng điện xoay chiều mà máy phát tạo ra W: giá trị đọc được trên oát kế (W) m: số pha ηd: hiệu suất truyền động Cosφ: hệ số công suất máy phát điện Đối với máy phát điện một chiều: 310..  d e IUN  (KW) Trong đó Trường ĐẠI HỌC NHA TRANG 5 U, I: giá trị điện áp và dòng điện một chiều ηd: hiệu suất truyền động 1.2.2.2 Động cơ lai máy bơm: Năng lượng của động cơ dùng để truyền cho máy bơm để đưa chất lỏng lên cao hoặt đi xa. Năng lượng dòng chất lỏng gồm hai thành phần : động năng ( v2/2g) và áp năng (p/γ) . Người ta căn cứ vào hai thành phần này để xác định công suất thuỷ lực hay động cơ. Công suất thuỷ lực của bơm được xác định theo công thức: Ntl = G.H = γ.Q.H Trong đó G = γ .Q : lưu lượng trọng lượng của bơm (N/s) γ : trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3) Q : lưu lượng của bơm (m3/s) H : cột áp của bơm (m) Khi làm việc trong máy bơm thường xảy ra các tổn thất năng lượng bao gồm: tổn thất cơ khí, tổn thất thuỷ lực, tổn thất lưu lượng. Do đó công suất của động cơ lai máy bơm là: lltlck tl e NN  ..  (KW) Trong đó: η ck, ηtl, ηll: hiệu suất của hệ truyền động , thuỷ lực và lưu lượng. 1.2.2.3 Phương pháp xác định công suất động cơ bằng cách sử dụng xoắn kế: Momen xoắn trên trục có thể được xác định thông qua biến dạng xoắn của trục theo biểu thức: t tp e L JG M ..  (KG.m) Trong đó G: môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo trục (KG/m2) Trường ĐẠI HỌC NHA TRANG 6 Jp: môđun quán tính độc cực của tiết diện trục Lt: chiều dài đoạn trục cơ sở để đo góc xoắn (m) Φt: góc xoắn giữa hai mặt cắt ở các mút đoạn trục cơ sở Lt (rad) Đối với hệ trục cụ thể thì const L JG t p  . , như vậy để xác định công suất động cơ chỉ cần xác định Φt.Trên cơ sở này người ta chế tạo thiết bị xác định góc xoắn giữa hai mặt cắt của đoạn trục, nhờ đó xác định được momen xoắn. Công suất động cơ được xác định theo công thức: 30 .** nMeMeNe   Phương pháp này có độ chính xác cao và thường được dùng tại nơi sử dụng động cơ. Tuỳ theo phần tử cảm biến được dùng trong xoắn kế mà ta có các dạng xoắn kế sau : xoắn kế kiểu cảm biến điện , xoắn kế kiểu quang , xoắn kế kiểu cảm biến từ. 1.2.3 Phương pháp đo công suất động cơ dùng trong chẩn đoán (thường dùng trong chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của ôtô): Đo momen chủ động trên bánh xe: - Áp dụng cho các động cơ lắp trên phương tiện vận tải - Sử dụng thiết bị đo lực phanh trên bánh xe, từ đó tính được momen và công suất động cơ Sai số chủ yếu của phương pháp là không biết